JP2008157325A - Valve device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a valve device enabling to effectively suppress the self-exciting vibration of a valve element. <P>SOLUTION: The valve device comprises a casing 7 in which flow paths 3, 5, 19 are formed, a valve seat 9 and the valve element 11 for controlling the flow amount of fluid in the flow paths 3, 5, 19, a shaft body 15 for setting the valve element 11 to contact/leave the valve seat 9 provided in the casing 7, and a suppressing part 17 for allowing the movement of the valve element 11 in the direction of intersecting the moving direction of the valve element 11 and for suppressing the vibration of the valve element 11. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、弁装置、特に管路内を流れる流体の流量を制御する弁装置に関する。   The present invention relates to a valve device, and more particularly to a valve device that controls the flow rate of a fluid flowing in a pipeline.

従来、管路内を流れる流体の流量を制御するのに玉形弁などの弁装置が広く用いられている(例えば、特許文献1および2参照。)。
このような玉形弁において、弁体と弁座とが極めて接近した状態となると、弁体と弁座との間に発生する高速流により弁体に自励振動が生じ、弁体と弁座とが衝突(チャタリング)するという問題があった。特に、玉形弁の上流側と下流側との圧力差が大きい条件下では、弁体の自励振動が発生しやすいという問題があった。
Conventionally, a valve device such as a ball valve has been widely used to control the flow rate of fluid flowing in a pipeline (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
In such a ball valve, when the valve body and the valve seat are in a very close state, the valve body and the valve seat are subjected to self-excited vibration due to the high-speed flow generated between the valve body and the valve seat. There was a problem of collision (chattering). In particular, there is a problem that self-excited vibration of the valve body is likely to occur under a condition where the pressure difference between the upstream side and the downstream side of the ball valve is large.

上述の特許文献2では、玉形弁を2つ平行に接続して、接続された2つの玉形弁を使い分けることにより、弁体と弁座との距離を広くして弁体の自励振動の発生を抑制する技術が開示されている。
特開2000−161529号公報 特開2000−081163号公報
In the above-mentioned Patent Document 2, two ball valves are connected in parallel, and the two connected ball valves are selectively used, so that the distance between the valve body and the valve seat is widened and the valve body is self-excited. A technique for suppressing the occurrence of the above is disclosed.
JP 2000-161529 A Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-081163

しかしながら、上述の特許文献2に記載の技術を用いても、弁体が自励振動を起こす使用条件が存在し、弁体の自励振動の発生を効果的に抑制することができないという問題があった。   However, there is a problem that even if the technique described in Patent Document 2 described above is used, there is a use condition in which the valve body causes self-excited vibration, and the occurrence of self-excited vibration of the valve body cannot be effectively suppressed. there were.

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、弁体の自励振動を効果的に抑制することができる弁装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a valve device that can effectively suppress self-excited vibration of a valve body.

上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明の弁装置は、流路が形成された筐体と、前記流路を流れる流体の流量を調節する弁座および弁体と、前記弁体を前記筐体に設けられた前記弁座に対して接触離間させる軸体と、前記弁体の移動方向と交差する方向への前記弁体の移動を許容するとともに、前記弁体の振動を抑制する抑制部と、が設けられたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
The valve device of the present invention includes a housing in which a flow path is formed, a valve seat and a valve body that adjust a flow rate of fluid flowing in the flow path, and the valve body in the valve seat provided in the housing. A shaft body that is brought into contact with and separated from the valve body, and a suppression unit that allows movement of the valve body in a direction that intersects the moving direction of the valve body and that suppresses vibration of the valve body are provided. And

本発明によれば、弁体に自励振動が発生しても振動は抑制部により抑制されるため、弁体の自励振動を抑制することができる。
弁体の移動方向と交差する方向への弁体の移動は許容されるため、弁体の中心軸線と弁座の中心軸線とを一致させることができ、弁体と弁座を接触させたときの流体の漏れを防止することができる。
According to the present invention, even if the self-excited vibration is generated in the valve body, the vibration is suppressed by the suppressing portion, so that the self-excited vibration of the valve body can be suppressed.
Since the valve body is allowed to move in a direction that intersects the direction of movement of the valve body, the center axis of the valve body can be aligned with the center axis of the valve seat. It is possible to prevent fluid leakage.

例えば、弁座における弁体との弁座接触面が、弁体に向かって弁座の中心軸線から離れるように傾斜する傾斜面であり、弁体における弁座との弁体接触面が、弁座に向かって弁体の中心軸線に近づくように傾斜する傾斜面である場合には、上述の両接触面の間を流れる流体における周方向の圧力分布が不均一となり、弁体の移動方向と交差する方向に振動する自励振動が弁体に発生していた。本発明の弁装置における抑制部は、上述のように発生した自励振動を抑制するとともに、弁体と弁座を接触させたときの流体の漏れを防止することができる。   For example, the valve seat contact surface with the valve body in the valve seat is an inclined surface that is inclined away from the central axis of the valve seat toward the valve body, and the valve body contact surface with the valve seat in the valve body is In the case of an inclined surface that is inclined so as to approach the central axis of the valve body toward the seat, the circumferential pressure distribution in the fluid flowing between the two contact surfaces described above becomes uneven, and the movement direction of the valve body Self-excited vibration that vibrates in the intersecting direction was generated in the valve body. The suppressing unit in the valve device of the present invention can suppress the self-excited vibration generated as described above and prevent fluid leakage when the valve body and the valve seat are brought into contact with each other.

上記発明においては、前記抑制部は、前記軸体と前記弁体との間に設けられ、前記弁体の振動を減衰させる減衰部であることが望ましい。   In the above invention, it is desirable that the suppressing portion is a damping portion that is provided between the shaft body and the valve body and attenuates the vibration of the valve body.

本発明によれば、弁体に自励振動が発生しても、振動は減衰部により減衰されて抑制されるため、弁体の自励振動を抑制することができる。
減衰部は、弁体と軸体との相対移動に対して抵抗力を発揮するものであるため、弁体の移動方向と交差する方向への弁体の移動は許容される。
According to the present invention, even if the self-excited vibration is generated in the valve body, the vibration is attenuated and suppressed by the attenuating portion, so that the self-excited vibration of the valve body can be suppressed.
Since the damping part exhibits a resistance against the relative movement between the valve body and the shaft body, the movement of the valve body in a direction crossing the moving direction of the valve body is allowed.

上記発明においては、前記抑制部には、前記軸体と前記弁体との間に設けられ、前記弁体の固有振動数を変更させる弾性体が設けられていることが望ましい。   In the above-described invention, it is desirable that the suppressing portion is provided with an elastic body that is provided between the shaft body and the valve body and changes a natural frequency of the valve body.

本発明によれば、弁体の固有振動数を、弁体と弁座との間に働く高速流に基づく振動の周波数、つまり自励振動の振動数と異なる振動数に変更することで弁体の自励振動の発生を抑制することができる。
弾性体は変形することにより、弁体の移動方向と交差する方向への弁体の移動を許容できるため、弁体と弁座を接触させたときの流体の漏れを防止することができる。
According to the present invention, the natural frequency of the valve body is changed to a frequency different from the vibration frequency based on the high-speed flow acting between the valve body and the valve seat, that is, the self-excited vibration frequency. Generation of self-excited vibration can be suppressed.
By deforming the elastic body, it is possible to allow the valve body to move in a direction intersecting the moving direction of the valve body. Therefore, it is possible to prevent fluid leakage when the valve body and the valve seat are brought into contact with each other.

本発明の弁装置によれば、弁体に自励振動が発生しても振動は抑制部により抑制されるため、弁体の自励振動を効果的に抑制することができるという効果を奏する。   According to the valve device of the present invention, even if the self-excited vibration is generated in the valve body, the vibration is suppressed by the suppressing portion, so that the self-excited vibration of the valve body can be effectively suppressed.

〔第1の実施形態〕
以下、本発明の第1の実施形態に係る玉形弁ついて図1から図3を参照して説明する。
図1は、本実施形態に係る玉形弁の全体構成を説明する断面図である。
玉形弁(弁装置)1には、図1に示すように、水などの液体(流体)が流れる入口流路(流路)3および出口流路(流路)5等が形成された弁箱(筐体)7と、玉形弁1を流れる液体の流量を制御する弁座9および弁体11と、弁体11を弁座9に接触離間させる軸体15と、弁体11の自励振動を減衰させる減衰部(抑制部)17と、が設けられている。
[First Embodiment]
A ball valve according to a first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating the overall configuration of a ball valve according to the present embodiment.
As shown in FIG. 1, the ball valve (valve device) 1 is formed with an inlet flow path (flow path) 3 through which a liquid (fluid) such as water flows, an outlet flow path (flow path) 5 and the like. A box (housing) 7, a valve seat 9 and a valve body 11 that control the flow rate of the liquid flowing through the ball valve 1, a shaft body 15 that contacts and separates the valve body 11 from the valve seat 9, and the valve body 11 itself. A damping unit (suppression unit) 17 that attenuates the excitation vibration is provided.

弁箱7には、内部に入口流路3と、出口流路5と、両流路を接続する連通流路(流路)19と、が設けられている。連通流路19には弁座9が配置され、弁体11が連通流路19に沿って移動し、弁座9に対して接触離間が可能に配置されている。   The valve box 7 is provided with an inlet flow path 3, an outlet flow path 5, and a communication flow path (flow path) 19 that connects both flow paths. The valve seat 9 is disposed in the communication flow path 19, and the valve body 11 is moved along the communication flow path 19 so as to be able to contact and separate from the valve seat 9.

弁座9は連通流路19に配置され、弁体11とともに液体の流量を制御する絞り機構を形成するものである。弁座9における弁体11と接触する弁座接触面21は、弁体11に向かって弁座9の中心軸線から離れるように傾斜する円錐面状の傾斜面に形成されている。   The valve seat 9 is disposed in the communication flow path 19 and forms a throttle mechanism that controls the flow rate of the liquid together with the valve body 11. The valve seat contact surface 21 that contacts the valve body 11 in the valve seat 9 is formed as a conical inclined surface that inclines toward the valve body 11 away from the central axis of the valve seat 9.

弁体11は連通流路19内に配置され、弁座9とともに液体の流量を制御する絞り機構を形成するものである。弁体11は、弁体11の中心軸線および連通流路19に沿って移動し、弁座9に対して接触離間が可能に配置されている。弁体11における弁座9と接触する弁体接触面23は、弁座9に向かって弁座9の中心軸線に近づくように傾斜する円錐面状の傾斜面に形成されている。   The valve body 11 is disposed in the communication flow path 19 and forms a throttle mechanism that controls the flow rate of the liquid together with the valve seat 9. The valve body 11 moves along the central axis of the valve body 11 and the communication flow path 19 and is disposed so as to be able to contact and separate from the valve seat 9. The valve body contact surface 23 in contact with the valve seat 9 in the valve body 11 is formed in a conical inclined surface inclined toward the valve seat 9 so as to approach the central axis of the valve seat 9.

軸体15は弁箱7に設けられ、弁体11を弁座9に対して接触離間させるものである。軸体15の一方の端部は弁箱7内に、他方の端部は弁箱7の外に位置するように配置されている。軸体15における弁箱7内の端部には、減衰部17を介して弁体11が配置されている。   The shaft body 15 is provided in the valve box 7 and contacts and separates the valve body 11 from the valve seat 9. One end of the shaft body 15 is disposed in the valve box 7, and the other end is disposed outside the valve box 7. A valve body 11 is disposed at an end of the shaft body 15 in the valve box 7 via a damping portion 17.

図2は、図1の減衰部の構成を説明するA−A断面図である。
減衰部17は軸体15と弁体11との間に配置され、弁体11の自励振動を減衰させるものである。減衰部17には、図1および図2に示すように、弁体11の自励振動を減衰させる突起部25および液体室27が設けられている。
突起部25は、軸体15から液体室27に向かって突出する板状部材であり、軸体15の中心軸線に沿って延びるように配置されている。本実施形態では、4つの突起部25が軸体15の周囲に約90°の位相間隔をあけて配置された例に適用して説明する。一対の突起部25は、入口流路3、出口流路5、連通流路19が含まれる平面(図1における紙面)に含まれるように配置され、残りの一対の突起部25は、上述の平面に対して直交するとともに軸体15の中心軸線を含む平面に含まれるように配置されている。このように配置することで、弁体11において自励振動が多く発生する振動方向に対する減衰力を効果的に発揮することができる。
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA for explaining the configuration of the attenuating portion of FIG.
The damping unit 17 is disposed between the shaft body 15 and the valve body 11 and attenuates self-excited vibration of the valve body 11. As shown in FIGS. 1 and 2, the damping part 17 is provided with a protrusion 25 and a liquid chamber 27 for damping self-excited vibration of the valve body 11.
The protrusion 25 is a plate-like member that protrudes from the shaft body 15 toward the liquid chamber 27 and is disposed so as to extend along the central axis of the shaft body 15. In the present embodiment, description will be made by applying to an example in which the four protrusions 25 are arranged around the shaft body 15 with a phase interval of about 90 °. The pair of protrusions 25 are arranged so as to be included in a plane (paper surface in FIG. 1) including the inlet flow path 3, the outlet flow path 5, and the communication flow path 19, and the remaining pair of protrusions 25 are They are arranged so as to be included in a plane that is orthogonal to the plane and includes the central axis of the shaft body 15. By arranging in this way, it is possible to effectively exert a damping force in the vibration direction in which a large amount of self-excited vibration is generated in the valve body 11.

液体室27は、軸体15の外周面および弁体11の内周面の間に形成されたほぼ円筒状の空間であって、内部にショックアブソーバ用の油等として働く粘性液体が満たされたものである。
なお、軸体15の中心軸線と弁体11の中心軸線とが一致した状態における、液体室27における軸体15の外周面から弁体11の内周面までの距離を10とすると、突起部25の外側端面から弁体11の内周面までの距離は、1以下であることが好ましい。このように設定することで、減衰部17における減衰力を効果的に発揮することができる。
The liquid chamber 27 is a substantially cylindrical space formed between the outer peripheral surface of the shaft body 15 and the inner peripheral surface of the valve body 11, and is filled with a viscous liquid that functions as oil or the like for a shock absorber. Is.
When the distance from the outer peripheral surface of the shaft body 15 to the inner peripheral surface of the valve body 11 in the liquid chamber 27 in a state where the central axis line of the shaft body 15 coincides with the central axis line of the valve body 11, the protrusion The distance from the outer end surface of 25 to the inner peripheral surface of the valve body 11 is preferably 1 or less. By setting in this way, the damping force in the damping part 17 can be effectively exhibited.

次に、上記の構成からなる玉形弁1における流量調整作用について説明する。
玉形弁1において液体は、図1に示すように、入口流路3から玉形弁1に流入し、連通流路19における弁座9および弁体11の間を通過し、出口流路5を通って玉形弁1から流出する。このとき、弁体11と弁座9との間隔を制御することにより、玉形弁1を通過する液体の流量が制御されている。具体的には、軸体15により弁体11を弁座9に接触離間させることにより、上述の間隔が制御されている。
なお、軸体15における弁体11を移動させる機構等は、公知の機構等を用いることができ、特に限定するものではない。
Next, the flow rate adjusting action in the ball valve 1 having the above configuration will be described.
As shown in FIG. 1, the liquid in the ball valve 1 flows into the ball valve 1 from the inlet channel 3, passes between the valve seat 9 and the valve body 11 in the communication channel 19, and the outlet channel 5. It flows out of the ball valve 1 through. At this time, the flow rate of the liquid passing through the ball valve 1 is controlled by controlling the distance between the valve body 11 and the valve seat 9. Specifically, the above-described interval is controlled by causing the valve body 11 to contact and separate from the valve seat 9 by the shaft body 15.
In addition, the mechanism etc. which move the valve body 11 in the shaft body 15 can use a well-known mechanism etc., and are not specifically limited.

ここで、本実施形態の特徴である弁体11の自励振動の減衰作用、および、弁体11の中心軸線と弁座9の中心軸線との調整作用について説明する。
まず、本実施形態における弁体11の自励振動について説明する。
図3は、図1の玉形弁における弁体の自励振動を説明する模式図である。
弁座9と弁体11との隙間が、図3に示すように微小な隙間であって、弁座9および弁体11の上流側と下流側との圧力差が大きな状況(例えば、1MPaから2MPa以上の差圧がある状況)では、弁座9と弁体11との隙間に液体の高速流が形成される。一方、弁体11は、弁座9と接触した際に弁座接触面21と弁体接触面23とを密着させるため、弁体11の中心軸線と直交する方向に移動可能とされている。
Here, the damping action of the self-excited vibration of the valve body 11 and the adjustment action of the central axis of the valve body 11 and the central axis of the valve seat 9 which are features of the present embodiment will be described.
First, self-excited vibration of the valve body 11 in the present embodiment will be described.
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating self-excited vibration of the valve body in the ball valve of FIG.
The gap between the valve seat 9 and the valve body 11 is a minute gap as shown in FIG. 3, and the pressure difference between the upstream side and the downstream side of the valve seat 9 and the valve body 11 is large (for example, from 1 MPa In a situation where there is a differential pressure of 2 MPa or more), a high-speed flow of liquid is formed in the gap between the valve seat 9 and the valve body 11. On the other hand, the valve body 11 is movable in a direction perpendicular to the central axis of the valve body 11 in order to bring the valve seat contact surface 21 and the valve body contact surface 23 into close contact with each other when the valve body 11 is in contact with the valve seat 9.

弁座9と弁体11との隙間では、高速流が形成されることにより圧力が低下し、隙間における弁体11の周方向に係る圧力分布は、高速流の流速の分布、つまり上述の隙間の長さの分布に影響される。そのため、圧力分布に不均一が発生すると、圧力差により弁体11は低圧側、つまり、間隔が狭い側に弁座9に接触するまで移動する。
移動後、弁体11は新たに形成された周方向に係る圧力分布の不均一にしたがって移動を繰り返す。この移動周期と弁体11等の固有振動周期とが所定の関係を満たすと、弁体11に自励振動が励起される。
In the gap between the valve seat 9 and the valve body 11, the pressure decreases due to the formation of a high-speed flow, and the pressure distribution in the circumferential direction of the valve body 11 in the gap is the flow velocity distribution of the high-speed flow, that is, the gap described above. Affected by the length distribution. Therefore, if the pressure distribution is non-uniform, the valve element 11 moves to the low pressure side, that is, the side where the interval is narrow, until it contacts the valve seat 9 due to the pressure difference.
After the movement, the valve body 11 repeats the movement according to the newly formed nonuniform pressure distribution in the circumferential direction. When this movement period and the natural vibration period of the valve body 11 and the like satisfy a predetermined relationship, self-excited vibration is excited in the valve body 11.

次に、減衰部17による弁体11の自励振動の減衰作用に付いて説明する。
弁体11に、弁体11の中心軸線に対して直交する方向の振動である自励振動が励起されると、図2に示すように、弁体11は振動することにより軸体15に対する相対位置が変化し、液体室27の形状も変化する。液体室27の内部の粘性液体は、上述の液体室27の形状変化に応じて、液体室27内を軸体15の周方向に沿って流動する。
Next, the damping action of the self-excited vibration of the valve body 11 by the damping part 17 will be described.
When the valve body 11 is excited by a self-excited vibration that is a vibration in a direction orthogonal to the central axis of the valve body 11, the valve body 11 vibrates and is relative to the shaft body 15 as shown in FIG. 2. The position changes and the shape of the liquid chamber 27 also changes. The viscous liquid inside the liquid chamber 27 flows in the liquid chamber 27 along the circumferential direction of the shaft body 15 in accordance with the shape change of the liquid chamber 27 described above.

減衰部17の突起部25は弁体11の内周面とともに、上述の粘性液体の流動に対して絞りとして働き、粘性液体の流動に対する抵抗として働く。
このような、液体室27内の粘性液体の流動、および、突起部25の流動に対する抵抗としての働きにより弁体11の振動に対する減衰力が働くため、弁体11は高速で動くことができない。
Together with the inner peripheral surface of the valve body 11, the protrusion 25 of the damping part 17 functions as a throttle against the above-described flow of the viscous liquid and functions as a resistance to the flow of the viscous liquid.
Since the damping force acts on the vibration of the valve body 11 due to the action of the viscous liquid in the liquid chamber 27 and the resistance of the protrusion 25 to flow, the valve body 11 cannot move at high speed.

次に、弁体11の中心軸線と弁座9の中心軸線との調整作用について説明する。
弁体11と弁座9とが、互いの中心軸線がずれた状態で接近すると、最初に弁体接触面23の一部と弁座接触面21の一部とが接触する。この状態でさらに弁体11と弁座9とが接近すると、弁体11は、弁座9により互いの中心軸線が一致する方向に押される。
Next, the adjustment operation between the central axis of the valve body 11 and the central axis of the valve seat 9 will be described.
When the valve body 11 and the valve seat 9 approach each other with their center axes shifted, a part of the valve body contact surface 23 and a part of the valve seat contact surface 21 first come into contact with each other. When the valve body 11 and the valve seat 9 further approach in this state, the valve body 11 is pushed by the valve seat 9 in a direction in which the respective center axes coincide with each other.

弁座9に押されることにより、弁体11の軸体15に対する相対位置が変化し、液体室27の形状も変化する。液体室27の内部の粘性液体は、上述の液体室27の形状変化に応じて、液体室27内を軸体15の周方向に沿って流動する。この流動は、上述の振動による流動と比較して、流速が遅く弁体11に働く抵抗力は小さいため、弁体11は容易に動くことができる。
そのため、弁体11と弁座9とが接近し続けることにより、互いの中心軸線はより接近した状態となり、弁体11の中心軸線と弁座9の中心軸線とが調整される。
By being pushed by the valve seat 9, the relative position of the valve body 11 with respect to the shaft body 15 changes, and the shape of the liquid chamber 27 also changes. The viscous liquid inside the liquid chamber 27 flows in the liquid chamber 27 along the circumferential direction of the shaft body 15 in accordance with the shape change of the liquid chamber 27 described above. Since this flow has a slow flow velocity and a small resistance force acting on the valve body 11 as compared with the flow caused by the vibration described above, the valve body 11 can easily move.
Therefore, when the valve body 11 and the valve seat 9 continue to approach each other, the center axes of the valve body 11 become closer to each other, and the center axis of the valve body 11 and the center axis of the valve seat 9 are adjusted.

上記の構成によれば、弁体11に自励振動が発生しても振動はショックアブソーバとして働く減衰部17により減衰されるため、弁体11の自励振動を抑制することができる。
減衰部17は、弁体と軸体との比較的速い相対移動に対して抵抗力を発揮するショックアブソーバであって、弁体11の中心軸線と直交する方向への弁体11の移動は許容するため、弁体11の中心軸線と弁座9の中心軸線とを一致させることができる。そのため、弁体11と弁座9を接触させたときに、弁体接触面23と弁座接触面21とが密着するため、液体の漏れを防止することができる。
According to the above configuration, even if the self-excited vibration is generated in the valve body 11, the vibration is attenuated by the damping unit 17 that functions as a shock absorber, so that the self-excited vibration of the valve body 11 can be suppressed.
The damping part 17 is a shock absorber that exerts a resistance against a relatively fast relative movement between the valve body and the shaft body, and is allowed to move the valve body 11 in a direction perpendicular to the central axis of the valve body 11. Therefore, the central axis of the valve body 11 and the central axis of the valve seat 9 can be matched. Therefore, when the valve body 11 and the valve seat 9 are brought into contact with each other, the valve body contact surface 23 and the valve seat contact surface 21 are in close contact with each other, so that liquid leakage can be prevented.

〔第2の実施形態〕
次に、本発明の第2の実施形態について図4および図5を参照して説明する。
本実施形態の玉形弁の基本構成は、第1の実施形態と同様であるが、第1の実施形態とは、減衰部の変わりに抑制部が設けられている点が異なっている。よって、本実施形態においては、図4および図5を用いて抑制部の構成のみを説明し、その他の構成等の説明を省略する。
図4は、本実施形態に係る玉形弁の全体構成を説明する断面図である。
なお、第1の実施形態と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The basic configuration of the ball valve of the present embodiment is the same as that of the first embodiment, but is different from the first embodiment in that a suppression unit is provided instead of the attenuation unit. Therefore, in the present embodiment, only the configuration of the suppression unit will be described with reference to FIGS. 4 and 5, and description of other configurations and the like will be omitted.
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating the overall configuration of the ball valve according to the present embodiment.
In addition, about the component same as 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.

玉形弁(弁装置)101には、図4に示すように、水などの液体(流体)が流れる入口流路3および出口流路5等が形成された弁箱7と、玉形弁1を流れる液体の流量を制御する弁座9および弁体11と、弁体11を弁座9に接触離間させる軸体15と、弁体11の自励振動を抑制する抑制部117と、が設けられている。   The ball valve (valve device) 101 includes, as shown in FIG. 4, a valve box 7 in which an inlet channel 3 and an outlet channel 5 through which a liquid (fluid) such as water flows is formed, and the ball valve 1. The valve seat 9 and the valve body 11 that control the flow rate of the liquid flowing through the shaft body 15, the shaft body 15 that contacts and separates the valve body 11 from the valve seat 9, and the suppression unit 117 that suppresses self-excited vibration of the valve body 11 are provided. It has been.

図5は、図4の抑制部の構成を説明するB−B断面図である。
抑制部117は軸体15と弁体11との間に配置され、弁体11の自励振動を抑制するものである。抑制部117には、図4および図5に示すように、弁体11の自励振動を抑制するコイルバネ(弾性体)125および緩衝室127が設けられている。
FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line B-B for explaining the configuration of the suppressing unit in FIG. 4.
The suppression unit 117 is disposed between the shaft body 15 and the valve body 11 and suppresses self-excited vibration of the valve body 11. As shown in FIGS. 4 and 5, the suppressing portion 117 is provided with a coil spring (elastic body) 125 and a buffer chamber 127 that suppress self-excited vibration of the valve body 11.

コイルバネ125は、軸体15から弁体11に向かって延びるように配置された部材である。本実施形態では、4つのコイルバネ125が軸体15の周囲に約90°の位相間隔をあけて配置された例に適用して説明する。一対のコイルバネ125は、入口流路3、出口流路5、連通流路19が含まれる平面(図4における紙面)に含まれるように配置され、残りの一対のコイルバネ125は、上述の平面に対して直交するとともに軸体15の中心軸線を含む平面に含まれるように配置されている。このように配置することで、弁体11において自励振動が多く発生する振動方向に対する抑制力を効果的に発揮することができる。   The coil spring 125 is a member arranged to extend from the shaft body 15 toward the valve body 11. In the present embodiment, description will be made by applying to an example in which four coil springs 125 are arranged around the shaft body 15 with a phase interval of about 90 °. The pair of coil springs 125 are arranged so as to be included in a plane (paper surface in FIG. 4) including the inlet channel 3, the outlet channel 5, and the communication channel 19, and the remaining pair of coil springs 125 are arranged on the plane described above. They are arranged so as to be included in a plane orthogonal to the axis and including the central axis of the shaft body 15. By arranging in this way, it is possible to effectively exert a suppressing force against a vibration direction in which a large amount of self-excited vibration is generated in the valve body 11.

なお、配置されるコイルバネ125は、最低限、上述のように4個配置されていればよく、4個よりも多く配置してもよく、特に限定するものではない。
また、上述のように、抑制部117にコイルバネ125を設けてもよいし、コイルバネ125の代わりに板バネを設けてもよく、特に限定するものではない。
It should be noted that the number of coil springs 125 to be disposed is at least four as described above, and more than four may be disposed, and is not particularly limited.
Further, as described above, the coil spring 125 may be provided in the restraining portion 117, or a leaf spring may be provided in place of the coil spring 125, and there is no particular limitation.

緩衝室127は、軸体15の外周面および弁体11の内周面の間に形成されたほぼ円筒状の空間であって、内部にコイルバネ125が配置されたものである。   The buffer chamber 127 is a substantially cylindrical space formed between the outer peripheral surface of the shaft body 15 and the inner peripheral surface of the valve body 11, and has a coil spring 125 disposed therein.

ここで、本実施形態の特徴である弁体11の自励振動の減衰作用、および、弁体11の中心軸線と弁座9の中心軸線との調整作用について説明する。
弁体11はコイルバネ125を介して軸体15に相対移動可能に固定されており、コイルバネ125がない場合と比較して、弁体11の固有振動数が高くなっている。すると、弁体11と弁座9との間に形成される圧力分布の不均一に起因する振動周期と、弁体11の振動周期との差が大きくなり、弁体11の自励振動が抑制される。
そのため、コイルバネ125のバネ定数が高いほど弁体11の自励振動の抑制効果が高くなる。
Here, the damping action of the self-excited vibration of the valve body 11 and the adjustment action of the central axis of the valve body 11 and the central axis of the valve seat 9 which are features of the present embodiment will be described.
The valve body 11 is fixed to the shaft body 15 through a coil spring 125 so as to be relatively movable, and the natural frequency of the valve body 11 is higher than that without the coil spring 125. Then, the difference between the vibration period caused by the non-uniform pressure distribution formed between the valve body 11 and the valve seat 9 and the vibration period of the valve body 11 becomes large, and the self-excited vibration of the valve body 11 is suppressed. Is done.
Therefore, the higher the spring constant of the coil spring 125, the higher the effect of suppressing the self-excited vibration of the valve body 11.

次に、弁体11の中心軸線と弁座9の中心軸線との調整作用について説明する。
弁体11と弁座9とが、互いの中心軸線がずれた状態で接近すると、最初に弁体接触面23の一部と弁座接触面21の一部とが接触する。この状態でさらに弁体11と弁座9とが接近すると、弁体11は、弁座9により互いの中心軸線が一致する方向に押される。
Next, the adjustment operation between the central axis of the valve body 11 and the central axis of the valve seat 9 will be described.
When the valve body 11 and the valve seat 9 approach each other with their center axes shifted, a part of the valve body contact surface 23 and a part of the valve seat contact surface 21 first come into contact with each other. When the valve body 11 and the valve seat 9 further approach in this state, the valve body 11 is pushed by the valve seat 9 in a direction in which the respective center axes coincide with each other.

弁座9に押されることにより、弁体11の軸体15に対する相対位置が変化し、コイルバネ125の形状も変化する。そのため、弁体11と弁座9とが接近し続けることにより、互いの中心軸線はより接近した状態となり、弁体11の中心軸線と弁座9の中心軸線とが調整される。   By being pushed by the valve seat 9, the relative position of the valve body 11 with respect to the shaft body 15 changes, and the shape of the coil spring 125 also changes. Therefore, when the valve body 11 and the valve seat 9 continue to approach each other, the center axes of the valve body 11 become closer to each other, and the center axis of the valve body 11 and the center axis of the valve seat 9 are adjusted.

上記の構成によれば、弁体11の固有振動数を、弁体11と弁座9との間に働く高速流に基づく振動の周波数、つまり自励振動の振動数と異なる振動数に変更することで弁体11の自励振動の発生を抑制することができる。
コイルバネ125は変形することにより、弁体11の中心軸線と直交する方向への弁体11の移動を許容できるため、弁体11と弁座9を接触させたときに、弁体接触面23と弁座接触面21とが密着するため、液体の漏れを防止することができる。
According to said structure, the natural frequency of the valve body 11 is changed into the frequency different from the frequency of the vibration based on the high-speed flow which acts between the valve body 11 and the valve seat 9, ie, the frequency of self-excited vibration. Thus, the occurrence of self-excited vibration of the valve body 11 can be suppressed.
Since the coil spring 125 can be deformed to allow movement of the valve body 11 in a direction orthogonal to the central axis of the valve body 11, when the valve body 11 and the valve seat 9 are brought into contact with each other, Since the valve seat contact surface 21 is in close contact, liquid leakage can be prevented.

〔第3の実施形態〕
次に、本発明の第3の実施形態について図6および図7を参照して説明する。
本実施形態の玉形弁の基本構成は、第2の実施形態と同様であるが、第2の実施形態とは、抑制部の構成が異なっている。よって、本実施形態においては、図6および図7を用いて抑制部の構成のみを説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
図6は、本実施形態に係る玉形弁の全体構成を説明する断面図である。
なお、第2の実施形態と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The basic configuration of the ball valve of the present embodiment is the same as that of the second embodiment, but the configuration of the suppression unit is different from that of the second embodiment. Therefore, in the present embodiment, only the configuration of the suppression unit will be described using FIG. 6 and FIG. 7, and description of other components and the like will be omitted.
FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating the overall configuration of the ball valve according to the present embodiment.
In addition, about the component same as 2nd Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.

玉形弁(弁装置)201には、図6に示すように、水などの液体(流体)が流れる入口流路3および出口流路5等が形成された弁箱7と、玉形弁1を流れる液体の流量を制御する弁座9および弁体11と、弁体11を弁座9に接触離間させる軸体15と、弁体11の自励振動を抑制する抑制部217と、が設けられている。   As shown in FIG. 6, the ball valve (valve device) 201 includes a valve box 7 in which an inlet channel 3 and an outlet channel 5 through which a liquid (fluid) such as water flows are formed, and a ball valve 1. The valve seat 9 and the valve body 11 that control the flow rate of the liquid flowing through the shaft body 15, the shaft body 15 that contacts and separates the valve body 11 from the valve seat 9, and the suppression unit 217 that suppresses self-excited vibration of the valve body 11 are provided. It has been.

図7は、図6の抑制部の構成を説明するB−B断面図である。
抑制部217は軸体15と弁体11との間に配置され、弁体11の自励振動を抑制するものである。抑制部217には、図6および図7に示すように、弁体11を支持するとともに自励振動を抑制する支持バネ(弾性体)225および緩衝室227が設けられている。
FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line B-B for explaining the configuration of the suppressing unit in FIG. 6.
The suppression part 217 is arrange | positioned between the shaft body 15 and the valve body 11, and suppresses the self-excited vibration of the valve body 11. As shown in FIG. As shown in FIGS. 6 and 7, the suppressing portion 217 is provided with a support spring (elastic body) 225 and a buffer chamber 227 that support the valve body 11 and suppress self-excited vibration.

支持バネ225は、軸体15に固定される上端板227と、弁体11に固定される下端板229と、上端板227と下端板229との間に配置されたバネ部231とから構成されている。バネ部231は、互いに直交するとともに、弁体11の中心軸線に沿って延びる板バネから構成されている。バネ部231を構成する板バネの一つは、入口流路3、出口流路5、連通流路19が含まれる平面(図6における紙面)に含まれるように配置され、残りの板バネは上述の平面に対して直交するとともに軸体15の中心軸線を含む平面に含まれるように配置されている。このように配置することで、弁体11において自励振動が多く発生する振動方向に対する抑制力を効果的に発揮することができる。   The support spring 225 includes an upper end plate 227 fixed to the shaft body 15, a lower end plate 229 fixed to the valve body 11, and a spring portion 231 disposed between the upper end plate 227 and the lower end plate 229. ing. The spring portion 231 is composed of a leaf spring that is orthogonal to each other and extends along the central axis of the valve body 11. One of the leaf springs constituting the spring portion 231 is arranged so as to be included in a plane (the paper surface in FIG. 6) including the inlet channel 3, the outlet channel 5, and the communication channel 19, and the remaining leaf springs are They are arranged so as to be included in a plane that is orthogonal to the above-described plane and includes the central axis of the shaft body 15. By arrange | positioning in this way, the suppression force with respect to the vibration direction in which many self-excited vibrations generate | occur | produce in the valve body 11 can be exhibited effectively.

緩衝室227は、軸体15および弁体11の内周面の間に形成されたほぼ円柱状の空間であって、内部に支持バネ225が配置されたものである。   The buffer chamber 227 is a substantially columnar space formed between the shaft body 15 and the inner peripheral surface of the valve body 11, and has a support spring 225 disposed therein.

ここで、本実施形態の特徴である弁体11の自励振動の減衰作用、および、弁体11の中心軸線と弁座9の中心軸線との調整作用について説明する。
弁体11は支持バネ225を介して軸体15に相対移動可能に固定されており、支持バネ225がない場合と比較して、弁体11の固有振動数が高くなっている。すると、弁体11と弁座9との間に形成される圧力分布の不均一に起因する振動周期と、弁体11の振動周期との差が大きくなり、弁体11の自励振動が抑制される。
そのため、支持バネ225のバネ定数が高いほど弁体11の自励振動の抑制効果が高くなる。
Here, the damping action of the self-excited vibration of the valve body 11 and the adjustment action of the central axis of the valve body 11 and the central axis of the valve seat 9 which are features of the present embodiment will be described.
The valve body 11 is fixed to the shaft body 15 via a support spring 225 so as to be relatively movable, and the natural frequency of the valve body 11 is higher than when the support spring 225 is not provided. Then, the difference between the vibration period caused by the non-uniform pressure distribution formed between the valve body 11 and the valve seat 9 and the vibration period of the valve body 11 becomes large, and the self-excited vibration of the valve body 11 is suppressed. Is done.
Therefore, the higher the spring constant of the support spring 225, the higher the effect of suppressing the self-excited vibration of the valve body 11.

次に、弁体11の中心軸線と弁座9の中心軸線との調整作用について説明する。
弁体11と弁座9とが、互いの中心軸線がずれた状態で接近すると、最初に弁体接触面23の一部と弁座接触面21の一部とが接触する。この状態でさらに弁体11と弁座9とが接近すると、弁体11は、弁座9により互いの中心軸線が一致する方向に押される。
Next, the adjustment operation between the central axis of the valve body 11 and the central axis of the valve seat 9 will be described.
When the valve body 11 and the valve seat 9 approach each other with their center axes shifted, a part of the valve body contact surface 23 and a part of the valve seat contact surface 21 first come into contact with each other. When the valve body 11 and the valve seat 9 further approach in this state, the valve body 11 is pushed by the valve seat 9 in a direction in which the respective center axes coincide with each other.

弁座9に押されることにより、弁体11の軸体15に対する相対位置が変化し、支持バネ225の形状も変化する。そのため、弁体11と弁座9とが接近し続けることにより、互いの中心軸線はより接近した状態となり、弁体11の中心軸線と弁座9の中心軸線とが調整される。   By being pushed by the valve seat 9, the relative position of the valve body 11 with respect to the shaft body 15 changes, and the shape of the support spring 225 also changes. Therefore, when the valve body 11 and the valve seat 9 continue to approach each other, the center axes of the valve body 11 become closer to each other, and the center axis of the valve body 11 and the center axis of the valve seat 9 are adjusted.

上記の構成によれば、弁体11の固有振動数を、弁体11と弁座9との間に働く高速流に基づく振動の周波数、つまり自励振動の振動数と異なる振動数に変更することで弁体11の自励振動の発生を抑制することができる。
支持バネ225は変形することにより、弁体11の中心軸線と直交する方向への弁体11の移動を許容できるため、弁体11と弁座9を接触させたときに、弁体接触面23と弁座接触面21とが密着するため、液体の漏れを防止することができる。
According to said structure, the natural frequency of the valve body 11 is changed into the frequency different from the frequency of the vibration based on the high-speed flow which acts between the valve body 11 and the valve seat 9, ie, the frequency of self-excited vibration. Thus, the occurrence of self-excited vibration of the valve body 11 can be suppressed.
Since the support spring 225 can be deformed to allow movement of the valve body 11 in a direction orthogonal to the central axis of the valve body 11, the valve body contact surface 23 is brought into contact with the valve body 11 and the valve seat 9. And the valve seat contact surface 21 are in close contact with each other, so that liquid leakage can be prevented.

本発明の第1の実施形態に係る玉形弁の全体構成を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the whole structure of the ball-shaped valve which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 図1の減衰部の構成を説明するA−A断面図である。It is AA sectional drawing explaining the structure of the attenuation | damping part of FIG. 図1の玉形弁における弁体の自励振動を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the self-excited vibration of the valve body in the ball-shaped valve of FIG. 本発明の第2の実施形態に係る玉形弁の全体構成を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the whole structure of the ball-shaped valve which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 図4の抑制部の構成を説明するB−B断面図である。It is BB sectional drawing explaining the structure of the suppression part of FIG. 本発明の第3の実施形態に係る玉形弁の全体構成を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the whole structure of the ball-shaped valve which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 図6の抑制部の構成を説明するB−B断面図である。It is BB sectional drawing explaining the structure of the suppression part of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1,101,201 玉形弁(弁装置)
3 入口流路(流路)
5 出口流路(流路)
7 弁箱(筐体)
9 弁座
11 弁体
15 軸体
17 減衰部(抑制部)
19 連通流路(流路)
117,217 抑制部
125 コイルバネ(弾性体)
225 支持バネ(弾性体)
1,101,201 Ball valve (valve device)
3 Inlet channel (channel)
5 Outlet channel (channel)
7 Valve box (housing)
9 Valve seat 11 Valve body 15 Shaft body 17 Damping part (suppressing part)
19 Communication channel (channel)
117, 217 Suppressing part 125 Coil spring (elastic body)
225 Support spring (elastic body)

Claims (3)

流路が形成された筐体と、
前記流路を流れる流体の流量を調節する弁座および弁体と、
前記弁体を前記筐体に設けられた前記弁座に対して接触離間させる軸体と、
前記弁体の移動方向と交差する方向への前記弁体の移動を許容するとともに、前記弁体の振動を抑制する抑制部と、
が設けられたことを特徴とする弁装置。
A housing in which a flow path is formed;
A valve seat and a valve body for adjusting the flow rate of the fluid flowing through the flow path;
A shaft that contacts and separates the valve body from the valve seat provided in the housing;
A suppressor that allows movement of the valve body in a direction that intersects the direction of movement of the valve body, and that suppresses vibration of the valve body;
A valve device characterized in that is provided.
前記抑制部は、前記軸体と前記弁体との間に設けられ、前記弁体の振動を減衰させる減衰部であることを特徴とする請求項1記載の弁装置。   The valve device according to claim 1, wherein the suppression unit is a damping unit that is provided between the shaft body and the valve body and attenuates vibration of the valve body. 前記抑制部には、前記軸体と前記弁体との間に設けられ、前記弁体の固有振動数を変更させる弾性体が設けられていることを特徴とする請求項1記載の弁装置。   2. The valve device according to claim 1, wherein the suppressing portion is provided with an elastic body that is provided between the shaft body and the valve body and changes a natural frequency of the valve body.
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